[發(fā)明專利]一種油氣田開采層存儲(chǔ)二氧化碳的檢測(cè)與預(yù)警裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010746179.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN111927429B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏一鳴;王蓬濤;余碧瑩;劉蘭翠;沈萌;王偉正;梁巧梅;汪哲蓀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/04;E21B47/047;E21B43/16
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種油氣田開采層存儲(chǔ)二氧化碳的檢測(cè)與預(yù)警裝置及方法，裝置包括收放裝置、管長(zhǎng)測(cè)量裝置、抽氣管、進(jìn)氣器、二氧化碳傳感器、溫度傳感器及監(jiān)測(cè)柜；檢測(cè)時(shí)，收放裝置帶動(dòng)抽氣管及進(jìn)氣器進(jìn)入監(jiān)測(cè)井內(nèi)，同時(shí)由管長(zhǎng)測(cè)量裝置得到抽氣管的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度由監(jiān)測(cè)柜顯示；抽氣管抽取所需監(jiān)測(cè)高度處的二氧化碳，通過二氧化碳傳感器檢測(cè)濃度，通過溫度傳感器檢測(cè)溫度，濃度及溫度由監(jiān)測(cè)柜顯示，超出設(shè)定閾值時(shí)監(jiān)測(cè)柜預(yù)警；當(dāng)進(jìn)氣器到達(dá)監(jiān)測(cè)井井底或地下水面時(shí)，進(jìn)氣器封閉。本發(fā)明能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下不同深度內(nèi)的二氧化碳濃度和溫度，并在二氧化碳超濃度標(biāo)準(zhǔn)預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣田開采層存儲(chǔ)二氧化碳的檢測(cè)與預(yù)警裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外為了地下石油和天然氣的開采，常采用從部分的鉆井內(nèi)輸入水或二氧化碳等氣體，從另外的鉆井開采石油或天然氣，同時(shí)也達(dá)到存儲(chǔ)二氧化碳等氣體的目的。為了防止存儲(chǔ)在地下的二氧化碳等氣體泄漏，設(shè)置監(jiān)測(cè)井和監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)，確保良好生態(tài)與環(huán)境。現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)裝置一般采用地下監(jiān)測(cè)，地下工況復(fù)雜，工業(yè)級(jí)別、標(biāo)準(zhǔn)高，需要的監(jiān)測(cè)裝置相對(duì)精密，維護(hù)及成本也高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種油氣田開采層存儲(chǔ)二氧化碳的檢測(cè)與預(yù)警裝置及方法，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下不同深度內(nèi)的二氧化碳濃度和溫度，并在二氧化碳超濃度標(biāo)準(zhǔn)預(yù)警。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種油氣田開采層存儲(chǔ)二氧化碳的檢測(cè)與預(yù)警裝置，所述檢測(cè)與預(yù)警裝置包括收放裝置、管長(zhǎng)測(cè)量裝置、抽氣管、進(jìn)氣器、二氧化碳傳感器、溫度傳感器及監(jiān)測(cè)柜；

所述收放裝置、管長(zhǎng)測(cè)量裝置均安裝于監(jiān)測(cè)井井口，收放裝置與抽氣管連通，抽氣管端部與進(jìn)氣器連通；監(jiān)測(cè)柜安裝于監(jiān)測(cè)井旁的地面上，所述二氧化碳傳感器、溫度傳感器安裝在監(jiān)測(cè)柜上，所述收放裝置、管長(zhǎng)測(cè)量裝置均與監(jiān)測(cè)柜電連；

檢測(cè)時(shí)，所述收放裝置帶動(dòng)抽氣管及進(jìn)氣器進(jìn)入監(jiān)測(cè)井內(nèi)，同時(shí)由管長(zhǎng)測(cè)量裝置得到抽氣管的長(zhǎng)度，所述長(zhǎng)度由監(jiān)測(cè)柜顯示；抽氣管抽取所需監(jiān)測(cè)高度處的二氧化碳，通過二氧化碳傳感器檢測(cè)濃度，通過溫度傳感器檢測(cè)溫度，濃度及溫度由監(jiān)測(cè)柜顯示，超出設(shè)定閾值時(shí)監(jiān)測(cè)柜預(yù)警；

當(dāng)進(jìn)氣器到達(dá)監(jiān)測(cè)井井底或地下水面時(shí)，進(jìn)氣器封閉。

進(jìn)一步地，所述收放裝置包括抽氣管盤、支架、兩個(gè)磁敏傳感器Ⅰ、磁鐵Ⅰ、疏管器、減速器和電機(jī)；

所述抽氣管盤安裝在支架上，所述電機(jī)主軸與減速器輸入軸連接，減速器輸出軸帶動(dòng)所述抽氣管盤轉(zhuǎn)動(dòng)；所述磁鐵Ⅰ固定在抽氣管盤上，兩個(gè)磁敏傳感器Ⅰ并排安裝在支架上，且位于抽氣管盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁鐵Ⅰ的運(yùn)行軌跡處，兩個(gè)磁敏傳感器Ⅰ與磁鐵Ⅰ之間留有間隙；所述疏管器安裝在支架上，所述抽氣管纏繞在抽氣管盤上，根據(jù)兩個(gè)磁敏傳感器Ⅰ檢測(cè)磁鐵Ⅰ信號(hào)的先后順序判斷抽氣管的下放和回收狀態(tài)，同時(shí)疏管器根據(jù)磁敏傳感器Ⅰ檢測(cè)到的信號(hào)同步動(dòng)作使抽氣管規(guī)律排列。

進(jìn)一步地，所述疏管器包括步進(jìn)電機(jī)、疏導(dǎo)塊、滑竿、螺桿軸、微動(dòng)開關(guān)a及微動(dòng)開關(guān)b；

滑竿和螺桿軸兩端支承于支架，滑竿和螺桿軸平行；疏導(dǎo)塊套裝在滑竿上，且與螺桿軸螺紋配合，所述抽氣管穿過疏導(dǎo)塊后纏繞在抽氣管盤上；所述步進(jìn)電機(jī)安裝在支架外側(cè)面，步進(jìn)電機(jī)主軸與螺桿軸固定連接；微動(dòng)開關(guān)a及微動(dòng)開關(guān)b分別安裝在支架與螺桿軸固連的兩側(cè)內(nèi)壁面，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿軸正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)疏導(dǎo)塊沿滑竿往復(fù)移動(dòng)，分別觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)a和微動(dòng)開關(guān)b。

進(jìn)一步地，所述管長(zhǎng)測(cè)量裝置包括傳動(dòng)輪、齒輪加速器、過渡輪、磁鐵Ⅱ、安裝架、底板及兩個(gè)磁敏傳感器Ⅱ；